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[零食时间]C语言 再谈指针 指针名字理解 快速辨别指针!



一、细说指针

先声明几个指针放着做例子:

例一:


(1)int*ptr;(2)char*ptr;(3)int**ptr;(4)int(*ptr)[3];(5)int*(*ptr)[4];



1.指针的类型

从语法的角度看,你只要把指针声明语句里的指针名字去掉,剩下的部分就是这个指针的类型。这是指针本身所具有的类型。让我们看看例一中各个指针的类型:


(1)int*ptr;//指针的类型是int*(2)char*ptr;//指针的类型是char*(3)int**ptr;//指针的类型是int**(4)int(*ptr)[3];//指针的类型是int(*)[3](5)int*(*ptr)[4];//指针的类型是int*(*)[4]



怎么样?找出指针的类型的方法是不是很简单?


2.指针所指向的类型

当你通过指针来访问指针所指向的内存区时,指针所指向的类型决定了编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。
从语法上看,你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声明符*去掉,剩下的就是指针所指向的类型。例如:


(1)int*ptr; //指针所指向的类型是int(2)char*ptr; //指针所指向的的类型是char(3)int**ptr; //指针所指向的的类型是int*(4)int(*ptr)[3]; //指针所指向的的类型是int()[3](5)int*(*ptr)[4]; //指针所指向的的类型是int*()[4]



在指针的算术运算中,指针所指向的类型有很大的作用。
指针的类型(即指针本身的类型)和指针所指向的类型是两个概念。当你对C 越来越熟悉时,你会发现,把与指针搅和在一起的"类型"这个概念分成"指针的类型"和"指针所指向的类型"两个概念,是精通指针的关键点之一。我看了不少书,发现有些写得差的书中,就把指针的这两个概念搅在一起了,所以看起书来前后矛盾,越看越糊涂。


3.指针的值----或者叫指针所指向的内存区或地址


4.指针本身所占据的内存区

指针本身占了多大的内存?你只要用函数sizeof(指针的类型)测一下就知道了。在32 位平台里,指针本身占据了4 个字节的长度。指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式(后面会解释)是否是左值时很有用。


二、指针的算术运算

指针变量与其它变量一样,也可以进行四则运算,但通常我们只对指针做加法和减法运算。指针的这种运算的意义和通常的数值的加减运算的意义是不一样的,以单元为单位。例如我们可以将指针先指向一个数组,然后再对其做加法运算

char array[6] = "hello";char *p = array;printf("%c", *p);printf("%c", *(p + 1));printf("%c", *(p + 2));printf("%c", *(p + 3));printf("%c", *(p + 4));
hello
char array[6] = "hello";char *p = array;for (int i = 0; i < 5; i++){ printf("%c", *(p + i));}
hello

我们使用变量i来对指针做加法运算,然后再通过循环将其显示出来。我们现在再通过数组与指针在内存中的关系来看看这一过程:



同样的,我们也可以对指针p做++操作,从而达到指向下一个数组元素的目的。例如我们使用针指来实现一个字符串拷贝的功能:

char source[6] = "hello";char target[6];char *s = source;char *t = target;while (*s != '\0'){ *t++ = *s++;}*t = '\0';printf("%s\n", target);
hello

对于上面的例子我们一定要注意运算符的优先级,什么时候加小括号,什么时候不加括号。

另外,通常情况下我们只能对指针变量做加法和减法操作,而其它的运算是不可以用在指针变量上的,例如我们不能直接对指针变量做乘法和除法运算,但可以通过使用类型转换的办法将其转为一个整数,对其做完运算之后再将其转为指针变量。

例二:


char a[20];int *ptr=(int *)a; //强制类型转换并不会改变a 的类型ptr++;




例三:

int array[20]={0};int *ptr=array;for(i=0;i<20;i++){  (*ptr)++;  ptr++;}


这个例子将整型数组中各个单元的值加1。由于每次循环都将指针ptr1 个单元,所以每次循环都能访问数组的下一个单元。


例四:


char a[20]="You_are_a_girl";int *ptr=(int *)a;ptr+=5;




下面请允许我再举一个误区


例五:

#include<stdio.h>int main(){ char a[20]=" You_are_a_girl"; char *p=a; char **ptr=&p; //printf("p=%d\n",p); //printf("ptr=%d\n",ptr); //printf("*ptr=%d\n",*ptr); printf("**ptr=%c\n",**ptr); ptr++; //printf("ptr=%d\n",ptr); //printf("*ptr=%d\n",*ptr); printf("**ptr=%c\n",**ptr);}




三、运算符&和*

例六:


int a=12; int b; int *p; int **ptr;p=&a; //&a 的结果是一个指针,类型是int*,指向的类型是//int,指向的地址是a 的地址。*p=24; //*p 的结果,在这里它的类型是int,它所占用的地址是//p 所指向的地址,显然,*p 就是变量a。ptr=&p; //&p 的结果是个指针,该指针的类型是p 的类型加个*,//在这里是int **。该指针所指向的类型是p 的类型,这//里是int*。该指针所指向的地址就是指针p 自己的地址。*ptr=&b; //*ptr 是个指针,&b 的结果也是个指针,且这两个指针//的类型和所指向的类型是一样的,所以用&b 来给*ptr 赋//值就是毫无问题的了。**ptr=34; //*ptr 的结果是ptr 所指向的东西,在这里是一个指针,//对这个指针再做一次*运算,结果是一个int 类型的变量。



四、指针表达式

一个表达式的结果如果是一个指针,那么这个表达式就叫指针表达式。

下面是一些指针表达式的例子:
例七:


int a,b;int array[10];int *pa;pa=&a; //&a 是一个指针表达式。Int **ptr=&pa; //&pa 也是一个指针表达式。*ptr=&b; //*ptr 和&b 都是指针表达式。pa=array;pa++; //这也是指针表达式。



例八:

char *arr[20];char **parr=arr; //如果把arr 看作指针的话,arr 也是指针表达式char *str;str=*parr; //*parr 是指针表达式str=*(parr+1); //*(parr+1)是指针表达式str=*(parr+2); //*(parr+2)是指针表达式




五、数组名字和指针的区别详解


从一个很典型的例子入手。
观察下列函数

void fun1(char* a){printf("sizeof(a)");return;}void main(){char a[10];printf("sizeof(a)");fun1(a);}


输出的结构显而易见,学过c的人都知道。
第一个是10
第二个是4

我们知道指针有以下几个运算特点
++ -- +整数 -整数 比较 减指针
这两个a所做的运算一模一样,但是为什么a[10]的a的大小是10呢?

答案就是
a[10]的类型是char[10]
char[10]这种类型在ansic里没有定义,但是在vs里一直沿用。
char[10]这种类型与char*的运算完全一致,但因为其是一个常量,所以在数组指针里尤为复杂,很多人理解不了数组指针就是因为这个常数


数组的数组名其实可以看作一个指针。看下例:

例八:

int array[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value; 
... 
... 
value=array[0];//也可写成:value=*array; 
value=array[3];//也可写成:value=*(array+3); 
value=array[4];//也可写成:value=*(array+4);

上例中,一般而言数组名array代表数组本身,类型是int [10],但如果把array看做指针的话,它指向数组的第0个单元,类型是int *,所指向的类型是数组单元的类型即int。因此*array等于0就一点也不奇怪了。同理,array+3是一个指向数组第3个单元的指针,所以*(array+3)等于3。其它依此类推。

例九:

char *str[3]={ 
"Hello,this is a sample!", 
"Hi,good morning.", 
"Hello world" 
}; 
char s[80]; 
strcpy(s,str[0]);//也可写成strcpy(s,*str); 
strcpy(s,str[1]);//也可写成strcpy(s,*(str+1)); 
strcpy(s,str[2]);//也可写成strcpy(s,*(str+2));

上例中,str是一个三单元的数组,该数组的每个单元都是一个指针,这些指针各指向一个字符串。把指针数组名str当作一个指针的话,它指向数组的第0号单元,它的类型是char**,它指向的类型是char *。

*(str+1)也是一个指针,它的类型是char*,它所指向的类型是char,它指向”Hi,good morning.”的第一个字符’H’,等等。

下面总结一下数组的数组名的问题。声明了一个数组TYPE array[n],则数组名称array就有了两重含义:第一,它代表整个数组,它的类型是TYPE [n];第二,它是一个指针,该指针的类型是TYPE*,该指针指向的类型是TYPE,也就是数组单元的类型,该指针指向的内存区就是数组第0号单元,该指针自己占有单独的内存区,注意它和数组第0号单元占据的内存区是不同的。该指针的值是不能修改的,即类似array++的表达式是错误的。

六、在不同的表达式中数组名array可以扮演不同的角色。

在表达式sizeof(array)中,数组名array代表数组本身,故这时sizeof函数测出的是整个数组的大小。

在表达式*array中,array扮演的是指针,因此这个表达式的结果就是数组第0号单元的值。sizeof(*array)测出的是数组单元的大小。

表达式array+n(其中n=0,1,2,….。)中,array扮演的是指针,故array+n的结果是一个指针,它的类型是TYPE*,它指向的类型是TYPE,它指向数组第n号单元。故sizeof(array+n)测出的是指针类型的大小。

例十:

int array[10]; 
int (*ptr)[10]; 
ptr=&array;

本节中提到了函数sizeof(),那么我来问一问,sizeof(指针名称)测出的究竟是指针自身类型的大小呢还是指针所指向的类型的大小?答案是前者。例如:

int (*ptr)[10];

则在32位程序中,有:

sizeof(int(*)[10])==4 
sizeof(int [10])==40 
sizeof(ptr)==4

实际上,sizeof(对象)测出的都是对象自身的类型的大小,而不是别的什么类型的大小。

七、指针和结构类型的关系

可以声明一个指向结构类型对象的指针。

例十一:

struct MyStruct 

int a; 
int b; 
int c; 


MyStruct ss={20,30,40};//声明了结构对象ss,并把ss的三个成员初始化为20,30和40。
MyStruct *ptr=&ss;//声明了一个指向结构对象ss的指针。它的类型是
MyStruct*,它指向的类型是MyStruct。
int *pstr=(int*)&ss;//声明了一个指向结构对象ss的指针。但是它的类型和它指向的类型和ptr是不同的。

请问怎样通过指针ptr来访问ss的三个成员变量?

答案:

ptr->a; 
ptr->b; 
ptr->c;

又请问怎样通过指针pstr来访问ss的三个成员变量?

答案:

*pstr;//访问了ss的成员a。 
*(pstr+1);//访问了ss的成员b。 
*(pstr+2)//访问了ss的成员c。

呵呵,虽然我在我的MSVC++6.0上调式过上述代码,但是要知道,这样使用pstr来访问结构成员是不正规的,为了说明为什么不正规,让我们看看怎样通过指针来访问数组的各个单元:

例十二:

int array[3]={35,56,37}; 
int *pa=array;

通过指针pa访问数组array的三个单元的方法是:

*pa;//访问了第0号单元 
*(pa+1);//访问了第1号单元 
*(pa+2);//访问了第2号单元

从格式上看倒是与通过指针访问结构成员的不正规方法的格式一样。

所有的C/C++编译器在排列数组的单元时,总是把各个数组单元存放在连续的存储区里,单元和单元之间没有空隙。但在存放结构对象的各个成员时,在某种编译环境下,可能会需要字对齐或双字对齐或者是别的什么对齐,需要在相邻两个成员之间加若干个“填充字节”,这就导致各个成员之间可能会有若干个字节的空隙。

所以,在例十二中,即使*pstr访问到了结构对象ss的第一个成员变量a,也不能保证*(pstr+1)就一定能访问到结构成员b。因为成员a和成员b之间可能会有若干填充字节,说不定*(pstr+1)就正好访问到了这些填充字节呢。这也证明了指针的灵活性。要是你的目的就是想看看各个结构成员之间到底有没有填充字节,嘿,这倒是个不错的方法。

通过指针访问结构成员的正确方法应该是象例十二中使用指针ptr的方法。

八、指针和函数的关系

可以把一个指针声明成为一个指向函数的指针。

int fun1(char*,int); 
int (*pfun1)(char*,int); 
pfun1=fun1; 
.... 
.... 
int a=(*pfun1)("abcdefg",7);//通过函数指针调用函数。

可以把指针作为函数的形参。在函数调用语句中,可以用指针表达式来作为实参。